DE2214398A1 - Method and arrangement for quickly obtaining the initial convergence of the gain settings in a transversal equalizer - Google Patents

Method and arrangement for quickly obtaining the initial convergence of the gain settings in a transversal equalizer

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DE2214398A1 DE19722214398 DE2214398A DE2214398A1 DE 2214398 A1 DE2214398 A1 DE 2214398A1 DE 19722214398 DE19722214398 DE 19722214398 DE 2214398 A DE2214398 A DE 2214398A DE 2214398 A1 DE2214398 A1 DE 2214398A1
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Description

Western Electric Company Inc. ^- Cl H o33 Western Electric Company Inc. ^ - Cl H o33

New York, N. Y., USA Mueller 1 - 3New York, N.Y., USA Mueller 1 - 3

Verfahren und Anordnung zur schnellen Gewinnung der Anfangs konvergenz der Verstärkungseinstellungen bei einem Trans versalentzerrer.Method and arrangement for quickly obtaining the initial convergence of the gain settings in a transversal equalizer.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnungen für die Durchführung des Verfahrens zur schnellen Gewinnung der Anfangskonvergenz der Verstärkungseinstellungen bei einem Trans versalentzerrer eines synchronen Datenübertragungssystems mit einer angezapften Verzögerungsleitung, die ein einstellbares Dämpfungsglied für jede Anzapfung aufweist und mit einer Summierschaltung zur selektiven Kombination der gedämpften Signale an den Anzapfungen zur Bildung eines entzerrten Aus gangs signals ausgestattet ist.The invention relates to a method and arrangements for implementation the method for quickly obtaining the initial convergence of the gain settings in a transversal equalizer a synchronous data transmission system with a tapped Delay line that has an adjustable attenuator for each tap and with a summing circuit for selective Combination of the attenuated signals at the taps to form an equalized output signal.

Die Zwischensymbol-Beeinflussung in Folge der Überlappung der (Antwort-) Frequenzkomponenten aufeinanderfolgender Signale, stellt eine ernstliche Beeinträchtigung bei der synchronen digitalen Datenübertragung über Sprachband-Fernsprechkanäle dar. Es ist daher eine automatische Entzerrung erforderlich, wenn Höchstgeschwindig-The inter-symbol influence as a result of the overlap of the (response) frequency components of successive signals is a serious drag on synchronous digital data transmission over voiceband telephone channels. It is therefore automatic equalization is required if maximum speed

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keitsdaten über einen derartigen Kanal mit unbekannten Kanalkenngrößen übertragen werden. Der Verzerrer besteht im allgemeinen aus einem Transversalfilter mit einstellbaren Anzapfungskoeffizienten oder Verstärkungseinstellungen. Diese Koeffizienten werden auf Anfangswerte eingestellt, die von Testimpulsen oder-Folgen abgeleitet werden, die über den benutzten Übertragungskanal übertragen und später von einem Einstellungs-Algorithmus, der bezüglich der Beobachtungen der empfangenen Nachrichtensignale adaptiv ist. Da sich die Verzerrungscharakteristik von Fernsprechkanälen über einen sehr weiten Bereich veränderlich ist, abhängig von Faktoren wie Kreislänge und Zusammensetzung der Medien, ist eine Einstellungsperiode vor der Nachrichtendatenübertragung erforderlich, um die Anfangswerte für die Einstellung des Verzerrers auf die unbekannte Kanalverzerrung zu bestimmen. Gewöhnlich wird eine Gruppe von Impulsen oder ein Pseudo-Zufallstestmuster in einer Einstell-Betriebsart übertragen, um die Kanalkenngrößen zu erfahren und die Entzerrer koeffizienten so genau wie möglich bezüglich ihrer optimalen Werte einzustellen. Die Anfangswerte, wenn sie einmal gewonnen wurden, können alternativ während der nachfolgenden Nachrichtenübertragung festgehalten werden oder die Nachrichtendaten selbst können überwacht werden, um den Entzerrer kontinuierlich nachzuregeln, so daß langsame zeitvariante Kanalkenngrößen in einer adaptiven Betriebsart verfolgt werden.ability data over such a channel with unknown channel parameters be transmitted. The distorter generally consists of a transversal filter with adjustable tap coefficients or gain settings. These coefficients are set to initial values derived from test pulses or trains that are transmitted via the transmission channel used and later by a setting algorithm that relates to the observations of the received message signals is adaptive. Since the distortion characteristics of telephone channels over a very wide range is variable, depending on factors such as circle length and composition of the media, is an adjustment period Required before the message data transmission to the initial values for the adjustment of the distortion to the unknown channel distortion to determine. Usually a group of pulses or a pseudo-random test pattern is transmitted in a set-up mode, in order to find out the channel parameters and to adjust the equalizer coefficients as precisely as possible with respect to their optimal values. The initial values, once obtained, can alternatively be retained during the subsequent message transmission or the message data itself can be monitored in order to continuously readjust the equalizer so that slow time-variant channel parameters tracked in an adaptive mode of operation will.

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In der U. S. -Patentschrift 3 292 110 sind automatische Entzerrer beschrieben, die eine Einstellungs-Betriebsart für die Anfangseinstellung verwenden. In der U. S. -Patentschrift 3 368 168 sind schließlich Einzelheiten adaptionsfähiger Entzerrer beschrieben.In U.S. Patent 3 292 110 automatic equalizers are described, that use an adjustment mode for initial adjustment. Finally, see U.S. Patent 3,368,168 for details adaptable equalizer described.

Wenn das Verhalten eines Übertragungskanals auf einen einzelnen Impuls und seine Störgrößen im.Empfänger bekannt sind, können die optimalen Anzapfungsverstärkungen theoretisch aus einem System simultaner Gleichungen errechnet werden. Die automatischen Entzerrer lösen diese Gleichungen mit Hilfe von iterativen Algorithmen, die zu Ergebnissen mit für die praktische Verwendung ausreichender Genauigkeit nach einer endlichen Anzahl von Iterationen führen. Nach der Anfangseinstellung ist dann der dem Entzerrer zugeordnete Empfänger für den Datenempfang bereit.When the behavior of a transmission channel on a single pulse and its disturbance variables are known in the receiver, the optimal Tap gains can be theoretically calculated from a system of simultaneous equations. The automatic equalizers solve these equations with the help of iterative algorithms, which produce results with sufficient accuracy for practical use after a finite number of iterations. After the initial setting is then the receiver assigned to the equalizer ready to receive data.

Bei einer zunehmenden Zahl häufiger Anwendungen, werden Hochgeschwindigkeits-Datennachrichten in kurzen Stoßen übertragen. Solche Anwendungen treten auf bei Wahlsituationen, einschließlich Sitzplatzreservierung der Luftverkehrsgesellschaften, der Lagerbestandssteuerung und Banksysteme. Die Datengerät-Startzeit beschränkt die Effizients derartiger Systeme ernstlich, wenn sie die tatsächliche Nachrichtenübertragungszeit erreicht oder überschreitet.With an increasing number of common applications, high-speed data messaging is becoming transmitted in short bursts. Such uses occur in elective situations, including seat reservation of airlines, inventory control and banking systems. The data device start time limits the efficiencies Such systems seriously if they have the actual message transfer time reached or exceeded.

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Der Wirkungsgrad oder die Efficients eines Datenübertragungssystems kann bezüglich der Startzeit (unter Vernachlässigung der Umlaufverzögerungen) auf folgender Weise definiert werden:The efficiency or efficients of a data transmission system can be defined with regard to the start time (neglecting the round trip delays) in the following way:

wobei T und T jeweils die Nachrichtenzeit und die Startzeit angeben. Eine typische Wählnachricht von 120 Bitlänge kann innerhalb einer Zeit T1 =25 millisekunden bei einer 4 800 - Bit je Sekunde Geschwindigkeit übertragen werden. Ein representatives Datengerät jedoch (das nicht für schnellen Start eingerichtet ist), das aber für diese Übertragungsgeschwindigkeit geeignet ist, benötigt die Zeit T = 5 000 millisekunde-n für den Start. Hochgeschwindigkeits-Datengeräte selbst erfordern oft längere absolute Startzeiten wegen ihrer komplizierteren Träger- und Zeitsteuerung sowie ihrer erforderlichen Entzerrersteuerung. In diesem Beispiel wird 99, 5% der Anschlußzeit für die Nachricht für den Start (oder Startvorbereitung) benötigt, während nur 0, 5% für die tatsächliche Informationsübertragung ausgenutzt wird. Die effektive Übertragungsgeschwindigkeit liegt daher nur bei 24 Bits je Sekunde. Ein billigeres NiedriggeschAvindigkeits-Datengerät, das einen Entzerrer nicht benötigt, könnte die gleiche Nachricht mit einer Geschwindigkeit von 30 Bit je Sekunde übertragen und noch eine volle Sekunde Startzeit (Anlaufzeit) zulassen.where T and T indicate the message time and the start time, respectively. A typical dial message with a length of 120 bits can be transmitted within a time T 1 = 25 milliseconds at a speed of 4 800 bits per second. However, a representative data device (which is not set up for a quick start), but which is suitable for this transmission speed, requires the time T = 5,000 milliseconds-n for the start. High speed data devices themselves often require longer absolute start times because of their more complex carrier and timing controls, as well as their required equalizer control. In this example, 99.5% of the connection time is required for the message for the start (or start preparation), while only 0.5% is used for the actual transfer of information. The effective transmission speed is therefore only 24 bits per second. A cheaper, low-speed data device that does not require an equalizer could transmit the same message at a rate of 30 bits per second and still allow a full second of start-up time.

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Für den wirtschaftlichen Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Datengeräten muß die Gesamtstartzeit einschließlich der Träger-Phaseneinstellung der Zeitgabe-Wiedergewinnung und Entzerrung, im Grörenbereich von etwa 10 bis 20 millisekunden gehalten werden. Es hat sich gezeigt, daß die zuvor erwähnten Parameter voneinander abhängen, daß aber bei praktisch einsatzfähigen Systemen die Anlaufzeit von der Verzerrer-Konvergenzzeit beherrscht wird.For the economical use of high-speed data devices The total start time, including carrier phasing, timing recovery and equalization, must be on the order of magnitude held for about 10 to 20 milliseconds. It It has been shown that the parameters mentioned above depend on one another, but that the start-up time in practically operational systems is dominated by the warp convergence time.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Startzeit von Datenübertragungsgeräten niedrig zuhalten, indem insbesondere die Konvergenzzeit des Entzerrers niedrig gemacht wird.The object of the invention is now the start time of data transmission devices to be kept low, in particular by making the convergence time of the equalizer low.

Für ein Verfahren zur schnellen Gewinnung der Anfangs konvergenz der Verstärkungseinstellungen bei einem Transversalentzerrer eines synchronen Datenübertragungssystems mit einer angezapften Verzögerungsleitung, die ein einstellbares Dämpfungsglied für jede Anzapfung aufweist und mit einer Summierschaltung zur selektiven Kombination der gedämpften Signale an den Anzapfungen zur Bildung eines entzerrten Aus gangs signals versehen ist, besteht die Erfindung darin, daß im Einzelnen folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:For a method of quickly obtaining the initial convergence the gain settings in a transversal equalizer of a synchronous data transmission system with a tapped delay line, which has an adjustable attenuator for each tap and with a summing circuit for selective combination the attenuated signals at the taps to form an equalized output signal is provided, the invention consists in that the following procedural steps are carried out in detail:

Empfang eines Testwortes, das ein verzerrendes Übertragungsmedium als eine periodische Folge durchlaufenReceipt of a test word that traverses a distorting transmission medium as a periodic sequence

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hat, die eine der Zahl der Anzapfungen identische Anzahl von Bits je Wort besitzt,has a number of bits per word that is identical to the number of taps,

Erzeugung eines Bezugswortes als eine periodische Folge, die ebenfalls eine der Anzahl der Bits des Testwortes identische Anzahl von Bits aufweist, jedoch ohne Anfangssynchronisation der Test- und Bezugswortfolgen,Generation of a reference word as a periodic sequence, which is also one of the number of bits in the test word has an identical number of bits, but without initial synchronization of the test and reference word sequences,

bitweiser Vergleich der Test- und Bezugswortfolge am Ausgang der Summie rungs schaltung zur Gewinnung eines Fehlersignals,bit-by-bit comparison of the test and reference word sequence at the output of the summing circuit to obtain a Error signal,

Korelation des Fehlersignals zur Ableitung einer Gruppe von Anzapfungskoeffizienten undCorrelation of the error signal to derive a group of tap coefficients and

zyklische Verschiebung der Anfangskoeffizienten, um den größten Verstärkungskoeffizienten an eine bestimmte Bezugsanzapfung anzulegen.cyclical shifting of the initial coefficients in order to achieve the greatest gain coefficient to a given one Create reference tap.

Bei einer Anordnung zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens, die einen Transversalentzerrer zur schnellen Gewinnung der Anfangskonvergenz der Verstärkungseinstellungen besitzt, ist die Erfindung gekennzeichnet durchIn an arrangement for carrying out the above-mentioned method, a transversal equalizer for rapid extraction having the initial convergence of the gain settings, the invention is characterized by

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einen Bezugsgenerator, zur Erzeugung des Bezugswortes, a reference generator to generate the reference word,

einen Differential verstärker, zum Vergleich der Ausgangssignale der Summie rungs schaltung, zur Korrelierung des Fehlersignals mit den Signalen an den Eingängen der Dämpfungsglieder für die Erstellung einer geordneten Gruppe von Anfangskoeffizientena differential amplifier, for comparing the output signals of the summing circuit, for correlation of the error signal with the signals at the inputs of the attenuators for the creation of an orderly Group of initial coefficients

einen Maximalwertdetektor, zur Bestimmung des größten Anzapfungskoeffizienten unda maximum value detector to determine the largest tap coefficient and

eine Verschiebeschaltung, zur zyklischen Verschiebung der Anfangskoeffizienten, zur Ausrichtung des größten Anzapfungskoeffizienten auf die Bezugsanzapfung.a shifting circuit, for the cyclical shifting of the initial coefficients, for the alignment of the largest Tap coefficients on the reference tap.

Gemäß der Erfindung werden also die Anfangs- Anzapfungsverstärkungskoeffizienten für einen automatischen Transversalentzerrer sehr schnell dadurch erzeugt, daß über das verzerrende Übertragungsmedium, dessen stöhrende Eigenschaften kompensiert werden sollen, mit der Datensymbolgeschwindigkeit ein periodisches Pseudo- Zufalls- Testmuster, dessen Anzahl von Symbolen genau gleich der Anzahl der Anzapfungen des Entzerrers ist, übertragenThus, according to the invention, the initial tap gain coefficients become generated very quickly for an automatic transversal equalizer in that, via the distorting transmission medium, whose interfering properties are to be compensated for, a periodic one with the data symbol speed Pseudo-random test patterns, the number of symbols of which is exactly equal to the number of taps of the equalizer, are transmitted

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wird, wodurch in dem Empfänger eine örtliche Bezugsfolge erzeugt wird, die der übertragenen Folge identisch ist, mit der Ausnahme einer wahrscheinlichen Zeitverzögerung und wobei die übertragene Folge, wejnn sie am Ausgang des Entzerrers erscheint mit der örtlichen Bezugsfolge verglichen wird. Das aus* einem solchen Vergleich resultierende Fehlersignal wird mit jedem Entzerrer- Anzapfungssignal korreliert, um eine Gruppe von An zapfungsko effizienten abzuleiten. Diese werden zyklisch verschoben, um den größten dieser Anzapfungskoeffizienten an eine bestimmte Bezugsanzapfung anzulegen. Um eine Vorspannung während der Anzapfungskoeffizienten-Erzeugung bezüglich einer bestimmten Anzapfung zuvermeiden, werden alle Anzapfungskoeffizienten vorzugsweise in die gleiche Empfangseinstellung, beispielsweise Null, gebracht.thereby creating a local reference sequence in the receiver which is identical to the transmitted sequence with the exception of a likely time delay and where the transmitted Sequence, if it appears at the output of the equalizer, is compared with the local reference sequence. That from * such a comparison resulting error signal is increased with each equalizer tap signal correlated to a group of tap coefficients derive. These are cyclically shifted by the largest of these tapping coefficients at a specific reference tap to put on. To avoid a bias during the tap coefficient generation with respect to a specific tap, all tapping coefficients are preferably brought to the same receive setting, for example zero.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung werden die Testfolgen kontinuierlich sowohl auf der Sende, wie auch auf der Empfangsseite erzeugt und am Entzerrerausgang mit der normalen Geschwindigkeit, die auch für die Nachrichtendatenübertragung verwendet wird, verglichen.In accordance with one aspect of the invention, the Test sequences are generated continuously both on the transmit and on the receive side and at the equalizer output with the normal Speed, which is also used for message data transmission, compared.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine vollständig empfangene Prüffolge in der Verzögerungsleitung gespeichert wobei die Verzögerungsleitung in sich geschlossen ist und die Test-According to a further aspect of the invention, a completely received test sequence is stored in the delay line, wherein the delay line is self-contained and the test

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folge kontinuierlich in der Verzögerungsleitung mit einer Geschwindigkeit umläuft, die vorzugsweise die gleiche oder viel größere als die normale Übertragungsgeschwindigkeit ist. Die örtliche oder Bezugsfolge wird mit der gleichen Geschwindigkeit erzeugt, wie die empfangene Testfolge.follow continuously in the delay line at one rate which is preferably the same or much greater than the normal transmission speed. The local or reference sequence is generated at the same speed as the received test sequence.

Die beschleunigte Umlaufgeschwindigkeit wird nur durch die Trägheit und die Verzögerungszeiten begrenzt, die den Empfängern und Multipliziere rn eigen sind. Ein Umlauf Intervall inder Größe einer Mikrosekunde erscheint nicht unrealistisch, so daß eine Entzerrung extrem schnell erfolgen kann.The accelerated orbital speed is only due to inertia and limits the delay times inherent in the receivers and multipliers. A round trip interval the size of one Microsecond does not seem unrealistic, so that an equalization can be done extremely quickly.

Nachdem einmal eine Entzerrung erreicht wurde, findet unabhängig von einer Synchronisation zwischen den Prüf folgen und unabhängig von der normalen oder erhöhten Geschwindigkeit und auch unabhängig davon ob eine Gruppe von Anzapfungskoeffizienten, die ein offenes Datenaugenmuster erreichen werden, dieses auch erreicht haben, eine weitere Verschiebung statt, um den größten Anzapfungskoeffizienten auf die Entzerreranzapfung auszurichten, die als Bezugsanzapfung bestimmt wurde. Nachrichtendaten können nun von dem Entzerrer bei der normalen Symbolgeschwindigkeit in einer adaptions fähigen Betriebsart verarbeitet werden, die weitere Restverzerrungen reduziert und langsam variable Kanalstörungen ver-Once an equalization has been achieved, synchronization between the test sequences takes place independently and independently from the normal or increased speed and also independently whether a group of tap coefficients that will achieve an open data eye pattern will also achieve it have another shift in place to align the largest tap coefficient with the equalizer tap, which is used as the reference tap was determined. Message data can now be sent from the equalizer at normal symbol speed in a adaptable operating mode can be processed, which reduces further residual distortion and slowly variable channel interference

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-ίο. ' 22Κ398-ίο. '22-398

folgt. Diese adaptions fähige Betriebsart wird durch den Umfang realisiert, mit dem die örtlich erzeugte Bezugsfolge durch eine' quantisierte Form des Ausgangs signals des Entzerrers ersetzt wird, wenn Datennachrichten mit normaler Geschwindigkeit empfangen werden.follows. This adaptable operating mode is realized by the extent to which the locally generated reference sequence is quantized form of the output signal of the equalizer when receiving data messages at normal speed will.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die empfangene Testfolge, die den verzerrenden Wirkungen bei dem Durchgang durch das Übertragungsmedium ausgesetzt wurde, fest in der Verzögerungsleitung und den Anzapfungsverbindungen mit den Anzapfungsverstärkungselementen gespeichert werden. Wie zuvor wird, wenn die Gruppe von Anzapfungskoeffizienten ermittelt wurde, der größte von diesen auf die Bezugs anzapfung (gewöhnlich die Mittelanzapfung) des Entzerrers ausgerichtet.According to a further aspect, the received test sequence, the was subjected to the distorting effects of its passage through the transmission medium, stuck in the delay line and the tap connections with the tap reinforcement members are stored. As before, when the group will was determined from tap coefficients, the largest of these on the reference tap (usually the center tap) of the equalizer aligned.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft die schnelle Anlaufgeschwindigkeit des automatischen Entzerrers, die mit einer minimalen Veränderung konventioneller Strukturen erreicht werden kann.Another feature of the invention relates to the rapid start-up speed of the automatic equalizer, which can be achieved with a minimal change in conventional structures.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht schließlich darin, daß die Verwirklichung fast ausschließlich mit digitalen Schaltkreisen vollzogen werden kann.Finally, another feature of the invention is that it can be implemented almost exclusively with digital circuits can be carried out.

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Weitere Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens und der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further features, advantageous configurations and developments the method and the arrangement for carrying out the method according to the invention can be found in the subclaims.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der außerordentlich schnellen Anfangs eins teilung des automatischen Transversalentzerrers bei synchronen Datenübertragungssystemen.The advantage of the present invention is that it is tremendous quick start division of the automatic transversal equalizer with synchronous data transmission systems.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, das ein ideales Bezugssignal in einem automatischen Entzerrer geliefert werden kann, ohne das die Notwendigkeit einer vorhergehenden Synchronisation besteht.Another advantage is that it is an ideal reference signal can be supplied in an automatic equalizer without the Prior synchronization is necessary.

Ferner ist von Vorteil die Verbesserung der Anfangskonvergenz automatischer Entzerrer in stark verzerrenden Kanälen durch die Verfügbarkeit einer idealen Bezugsgröße.It is also advantageous to improve the initial convergence more automatically Equalizer in heavily distorting channels thanks to the availability of an ideal reference variable.

Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, eine Gruppe von Anfangs -AnzapfungsVerstärkungseinstellungen bei einem automatischen Entzerrer zu gewinnen, ohne sie zuerst auf die speziellen Anzapfungen ausrichten zumüssen.Another advantage of the invention is a group of initial -Tap gain settings on an automatic To gain equalizers without first having to align them to the special taps.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Verringerung der An fangs Startzeit eines automatischen Entzerrers, die beliebig dichtAnother advantage of the invention is the reduction in At the beginning, the start time of an automatic equalizer, which is arbitrarily dense

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an der Zeit liegt, die für den Empfang und die Speicherung einer Testsignalfolge liegt, die eine Zahl von Elementen hat, die der Zahl der Anzapfungen des Entzerrers gleich ist.the time it takes to receive and store a Test signal sequence lies, which has a number of elements which is equal to the number of taps of the equalizer.

Schließlich ist ein Vorteil der Erfindung in der Fähigkeit zu sehen, eine Anfangsentzerrung in einem automatischen Entzerrer mit einer erhöhten Geschwindigkeit durchzuführen, die wesentlich höher ist, als die Symbolübertragungsgeschwindigkeit.Finally, one advantage of the invention is the ability to see an initial equalization in an automatic equalizer with a perform increased speed, which is much higher than the symbol transmission speed.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention is based on the Figures described. Show it:

Fig. 1 " ein schematisches Blockschaltbild eines autoFig. 1 "is a schematic block diagram of an auto

matischen Transversalentzerrers, der entsprechend der Erfindung für schnellen Start verändert wurde,matic transversal equalizer, which according to the invention for a quick start was changed,

Fig. 2A- vereinfachte Blockschaltbilder, die das Kon-Fig. 2A - simplified block diagrams showing the con

2C2C

zept der Rückbeziehungen zwischen den umlaufenden Signalabtastwerten und den Anzapfungs-Dämpfungsanordnungen des erfindungsgemäßen automatischen Transversalentzerrerszept of the back-relationships between the circulating signal samples and the tap-attenuation arrangements of the automatic transversal equalizer according to the invention

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Fig. 3 das Blockschaltbild eines weiteren Ausführungs-3 shows the block diagram of a further embodiment

beispiels der Erfindung für ein schnelles Startsystem bei einem automatischen Transversalentzerrer. example of the invention for a quick start system in an automatic transversal equalizer.

Automatische Entzerrer wurden von.D. Hirsch und W. J. Wolf in dem Aufsatz "A Simple Adaptive Equalizer for Efficient Data Transmission" veröffentlicht in den "Transactions of the Institute of Electrical and Electronics Engineers on Communication Technology", Band Com-18, No. 1, Februar 1970, Seiten 5 bis 12, beschrieben. Fig. 3 dieses Aufsatzes zeigt einen quadratischen Mittelwertentzerrer, eine nichtrekursive transversale Filterstruktur, die mit aufeinanderfolgenden Verzögerungen für ein ankommendes Signal ausgestattet ist, das gleich vielfachen des Symbolintervalls T ist. Die Signalabtastwerte, die den Anzapfungen der Verzögerungsleitungen an den Intervallen T abgenommen werden, werden selektiv von einstellbaren Anzapfungskoeffizienten in den Kästen G gedämpft und in einem Addierer ': kombiniert. Der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Addiererausgangssignal und einer quantisierten Version dieser Signale bildet ein Fehlersignalteil e am Ausgang eines Subtrahierers (angegeben durch ein nach unten zeigendes Dreieck). Dieser Fehler e wird in den Kästen X individuell mit dem Eingangssignal und den Anzapfungssignalabtastwerten korreliert, es wird in den Kästen der Mittelwert gebildet, um SteuersignaleAutomatic equalizers were developed by D. Hirsch and W. J. Wolf in that Essay "A Simple Adaptive Equalizer for Efficient Data Transmission" published in the "Transactions of the Institute of Electrical and Electronics Engineers on Communication Technology ", Volume Com-18, No. 1, February 1970, pages 5 to 12. Figure 3 of this article Figure 11 shows a root mean square equalizer, a non-recursive transversal filter structure that uses successive delays is equipped for an incoming signal which is equal to multiples of the symbol interval T. The signal samples taken from the delay line taps at intervals T. are selectively of adjustable tap coefficients in the boxes G attenuated and in an adder ': combined. The difference between the actual adder output and a quantized version of these signals forms an error signal part e at the output of a subtracter (indicated by a downward pointing Triangle). This error e is individually correlated in boxes X with the input signal and the tap signal samples, the mean value is formed in the boxes in order to generate control signals

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für die automatische Einstellung der Verstärkungskoeffizienten der Dämpfer G abzuleiten, um eine optimale Arbeitsweise zu erzielen.for the automatic setting of the gain coefficients of the Derive damper G in order to achieve optimal operation.

Vorausgesetzt, das nur das empfangene Datenaugenmuster offen ist, (beobachtet auf einem Oszillographen, der mit der Symbolgeschwindigkeit durch Überlagerung der aufeinanderfolgenden Signale synchronisiert ist) kann der Fehler zwischen den tatsächlichen und quantisierten Ausgangs Signalen des Addierers adaptiv verringert werden. Typischer jedoch ist das Datenauge zu Anfang geschlossen oder es liegt bestenfalls am Rande. Es ist aber wünschenswert, daß gesamte Nachrichtensignal zu empfangen und nicht solche Symbole zu verlieren, die dazu benutzt würden eine Entzerrung zu erreichen. Daher wird stets eine Einstellungsbetriebsart vorgesehen. Während dieser Einstellungsbetriebsart wird das Bezugssignal, daß für die Operation des Entzerrers notwendig ist, gewöhnlich mit Hilfe der Quantisierung des Ausgangs signals des Entzerrers geschätzt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Konvergenzverhalten ernstlich von diesem Verfahren betroffen werden kann, wenn die Kanal verzerrung beträchtlich und die An fangsfehlerrate hoch ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden und um ein ideales Bezugssignal vorzusehen, können identische digitalen Folgen im Sender und Empfänger synchronisiert werden, wie es beispielsweise in der U. S. -Patentschrift 3 403 340 erläutert wurde. Unglücklicherweise ist der Zeitverbrauch, der für die Synchronisation zwischenAssuming that only the received data eye pattern is open (observed on an oscilloscope, which is at the symbol speed is synchronized by superimposing successive signals) the error between the actual and quantized Output signals of the adder are adaptively reduced. More typically, however, the data eye is initially closed or it is lying at best on the sidelines. However, it is desirable to receive the entire message signal and not to lose such symbols, which would be used to achieve equalization. Therefore, an adjustment mode is always provided. During this setting mode becomes the reference signal necessary for the operation of the equalizer, usually with the help of the quantization of the Estimated output signal of the equalizer. However, it has been shown that the convergence behavior is seriously affected by this method can be when the channel distortion is significant and the initial error rate is high. To avoid this disadvantage and to provide an ideal reference signal, identical digital sequences can be used are synchronized in the transmitter and receiver, as explained, for example, in U.S. Patent 3,403,340. Unfortunately is the time required for synchronization between

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den beiden Testsignalzügen benötigt wird, gleich der Zeit, die für die Anzapfungskoeffizienten-Ableitung benötigt wird, oder sie wird sogar noch übertroffen.the two test signal trains, equal to the time it takes for the tap coefficient derivative is needed or will even surpassed.

Es wurden nun bestimmte Bedingungen festgestellt, unter denen eine Synchronisation zwischen zwei Pseudo-Zufalls-Prüf folgen vermieden wird, so daß die für die Anzapfungskoeffizienten-Erzeugung erforderliche Zeit um mehrere Größenordnungen verringert wurde. Die Bedingungen sind (1), daß die Pseudo-Zuf alls-Prüffolgen exakt in ihren Symbolintervallen mit der Zahl der verwendeten Abtastungen in dem Entzerrer übereinstimmen, (2), das alle Anzapfungskoeffizienten auf identische Anfangswerte eingestellt werden und (3), das der größte Anzapfungskoeffizient festgestellt und alle Koeffizienten zyklisch verschoben werden können, um den größten mit derjenigen Anzapfung der Verzögerungsleitung in Übereinstimmung zu bringen, die als Bezugsanzapfung bestimmt wurde.Certain conditions have now been identified under which one Synchronization between two pseudo-random test sequences avoided so that that required for the tap coefficient generation Time has been reduced by several orders of magnitude. The conditions are (1) that the pseudo-random test sequences are exactly in their Symbol intervals coincide with the number of samples used in the equalizer, (2) which all tap coefficients on identical initial values are set and (3) that the largest tapping coefficient is determined and all coefficients are shifted cyclically to match the largest tap on the delay line, which is the reference tap was determined.

Wenn darübe rhinaus eine vollständig empfangene P seudo- Zufalls Prüffolge der Verzögerungsleitung gespeichert wird, kann der iterative Vergleichsprozess mit der Bezugsprüffolge für die Ableitung der Anzapfungskoeffizienten durchgeführt werden, mit jeder beliebigen verfügbaren Geschwindigkeit, vorzugsweise jedoch mit einer Geschwindigkeit, die höher ist, als die Symbolübertragungsgesehwindigkeit.If, in addition, a completely received Pseudo-random test sequence the delay line is stored, the iterative comparison process with the reference test sequence for deriving the Tap coefficients are performed at any available rate, but preferably at a rate which is higher than the symbol transmission speed.

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Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 besteht der konventionelle Teil des Entzerreraufbaus aus einer Verzögerungsleitung mit T-Verzögerungselementen 15 und mit einer Anzapfung 18 auf der rechten Seite jedes Elementes. Ferner besitzt der Entzerrer ein einstellbares Dämpfungsglied 20 an jeder Anzapfung, eine Addierschaltung 22 für die Kombination der Ausgangs signale der Dämpfungsglieder auf den Leitungen 21, einen Signalquantisierer 26, einen Differenzialverstärker 28, einen Korrelator 25, der jede Anzapfung 18 zugeordnet ist, einen Integrator 24 mit einem Atisgang für die Steuerung eines bestimmten Dämpfungsgliedes und einen Datentakterzeuger Der dargestellte Entzerrer arbeitet mit dem Basisband und ist der Empfangsseite eines Datenübertragungssystems zugeordnet, das ferner aus einem Übertragungskanal 13, einer Datenquelle 11 und einem Datenverbraucher 30 besteht. Der dargestellte Entzerrer arbeitet, wie von Hirsch und anderen in dem genannten Aufsatz beschrieben, während der Nachrichtenübertragung adaptiv, um langsamen Veränderungen der Kanalkenngrößen zu folgen.Referring to Figure 1, the conventional part of the equalizer structure consists of a delay line having T delay elements 15 and with a tap 18 on the right side of each element. The equalizer also has an adjustable Attenuator 20 at each tap, an adder circuit 22 for combining the output signals of the attenuators on lines 21, a signal quantizer 26, a differential amplifier 28, a correlator 25 to which each tap 18 is assigned is, an integrator 24 with an atisgang for the control a certain attenuator and a data clock generator. The shown equalizer works with the baseband and is the Receiving side of a data transmission system assigned, which also consists of a transmission channel 13, a data source 11 and a data consumer 30. The shown equalizer works as described by Hirsch et al in the referenced paper, while message transmission is adaptive to slow changes to follow the channel parameters.

Vor der Nachrichtenübertragung muß jedoch die Anfangseinstellung für die Dämpfungsglieder 20 gefunden werden, um den Entzerrer in den Adaptionsbereich zu bringen, d.h. das Datenauge muß geöffnet sein. Wo hingegen konventionellen Anfangseinstellungen eins sind für die Bezugsanzapfung und 0 für alle übrigen, wird es gemäß der Er-Before the message transmission, however, the initial setting for the attenuators 20 must be found in order to set the equalizer in to bring the adaptation area, i.e. the data eye must be open. Conversely, where conventional initial settings are one for the reference tap and 0 for all others, it is

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findung vorgezogen, alle Anfangseinstellungen auf einen gemeinsamen Wert 0 oder nahe 0 zu bringen.finding preferred, all initial settings on a common Bring value 0 or close to 0.

Das Datenauge kann auf konventioneller Weise dadurch geöffnet werden, das synchronisierte, Pseudo-Zufallsgeneratoren an den entsprechenden Sende- und Empfangsanschlüssen, wie es Hirsch beschrieben hat, verwendet werden. In typischerweise liefert jeder dieser Generatoren Testwörter mit einer größeren Länge, die zu der Zahl der Entzerreranzapfungen ohne Bezug ist. Die Erzeugung von Musterlängen von 63 und 127 Bits ist üblich. Binäre Pseudo-Zufallswörter können in Schieberegistern mit Rückkoppelverbindungen zwischen den letzten beiden Stufen und einer anderen Stufe, die als Eingang betrachtet werden kann, erzeugt werden. Die auf dieser Weise erzeugten Wortlängen sind 2-1, wobei η die Zahl der Schieberegisterstufen angibt. Ein dreistufiger Datengenerator 36 in Fig. 1 stellt einen örtlichen Pseudo-Zufallsgenerator dar oder einen solchen, der eine gespeicherte binäre Folge umlaufen erlassen kann. Der Testwortgenerator 10 stellt einen ähnlichen Generator dar, der auf der Sendeseite angeordnet ist. Das ideale Bezugss-ignal, das von dem synchronisierten örtlichen Wortgenerator verfügbar ist, verbessert die Entzerrerkonvergenz, wenn das Datenauge anfangs geschlossen ist. Beim bekannten Stand der Technik wurde angenommen, das die beste Korrelation in Langwort- synchronisierten Folgen besteht, die mit derThe data eye can be opened in the conventional way by the synchronized, pseudo-random number generators at the corresponding send and receive connections, as described by Hirsch has to be used. In typically, each of these generators provides test words with a greater length that corresponds to the number of Equalizer taps is unrelated. The generation of pattern lengths of 63 and 127 bits is common. Binary pseudo-random words can in shift registers with feedback connections between the last two stages and another stage, which is regarded as an input can be generated. The word lengths generated in this way are 2-1, where η is the number of shift register stages indicates. A three-stage data generator 36 in FIG. 1 represents a local pseudo-random generator or one which has a stored binary sequence can circulate. The test word generator 10 represents a similar generator to the one on the transmission side is arranged. The ideal reference signal from the synchronized local word generator is available improves the equalizer convergence, when the data eye is initially closed. In the known prior art it was assumed that this was the best correlation consists of longword synchronized sequences that start with the

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Symbolgeschwindigkeit getaktet sind. Es wurde jedoch festgestellt," das die Wortsynchronisation von Sender- und Empfänger erzeugten Mustern fallengelassen werden kann, wenn die Wortlänge an die Zahl der Anzapfungen des Entzerrers angepaßt ist, wobei alle Anzapfungskoeffizienten auf identische Werte voreingestellt sind und endliche Werte von Anpassungskoeffizienten zyklisch in eine korrekte Reihenfolge verschoben werden können, um den Anpassungskoeffizienten mit dem höchsten Wert auf die Bezugsanpassung auszurichten. Der Verschiebeabstand ist gleich der Verzögerung zwischen den unsynchronisierten empfangenen und örtlich erzeugten Prüffolgen.Symbol speed are clocked. However, it was found " that the word synchronization of the transmitter and receiver generated patterns can be dropped if the word length reaches the number is adapted to the taps of the equalizer, with all tap coefficients preset to identical values and finite Values of adjustment coefficients can be cyclically shifted in a correct order to match the adjustment coefficient align with the highest value on the reference adjustment. The shift distance is equal to the delay between the unsynchronized received and locally generated test sequences.

Das Prinzip der zyklischen Entzerrung ist in den Fig. 2A bis 2C erläutert. Jede Figur zeigt eine Verzögerungsleitung 15 mit den Symbolverzögerungen T und drei Anzapfungen. Das Testwort wird zuerst am Eingang 40 angelegt. Die Ausgangs signale der Anzapfungen werden selektiv in einstellbaren Netzwerken 20 (als Kreise dargestellt) gedämpft und auf der Ausgangsleitung 41 kombiniert. Die Rückkopplungsteuerung, mit deren Hilfe die Ausgangssignale 41 mit einer idealen Bezugsgröße verglichen werden und die Dämp fun gs glieder, die gemäß dem bekannten quadratischen Mittelwert-Algorithmus eingestellt werden, sind nicht dargestellt.The principle of cyclic equalization is explained in FIGS. 2A to 2C. Each figure shows a delay line 15 with the symbol delays T and three taps. The test word will be first created at entrance 40. The output signals of the taps are selectively attenuated in adjustable networks 20 (shown as circles) and combined on output line 41. The feedback control, with the help of which the output signals 41 with an ideal Reference value are compared and the damping fun gs elements, which according to can be set using the well-known root mean square algorithm, are not shown.

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In Fig. 2A wurden die Dämpfungsglieder Cl, C2 und C3 auf einen gemeinsamen Minimalwert eingestellt, bis das Verzögerungsleitungs-Längenwortmuster in den Zellen Tl, T2 und T3 der Verzögerungsleitung als Folge Xl, X2, X3 gespeichert wurde. Zu dieser Zeit t wird die erste Korrelation mit dem idealen Bezugs wort durchgeführt, das aus den unverzerrten Elementen Ql, Q2 und Q3 in dieser Reihenfolge besteht, die jedoch nicht Wortsynchronisiert mit der empfangenen verzerrten Folge sind. Es gibt zwar eine Bitsynchronisation aber keine Rahmen- oder Wortsynchronisation. Zur Zeit t~ wird das eine oder andere der idealen Elemente mit der empfangenen Summierung auf der Leitung 41 verglichen. Wenn das ideale Element Ql, das nominell dem Element Xl in der empfangenen Folge, die abgetastet wird, entspricht, dann erzeugt der Entzerrungsprozess den größten Anzapfungskoeffizienten in dem Dämpfungsglied Cl in der Zelle Tl, wo das Element Xl des empfangenen Musters gespeichert ist. In ähnlicherweise werden, wenn es das ideale Element Q2 ist, das nominell dem empfangenen Element X2 entspricht, die beiden Muster zufälligerweise wortsynchronisiert und der größte Anzapfungskoeffizient im Dämpfungsglied C2 wird korrekt in der Zelle T2 gespeichert, in der das empfangene Element X2 gespeichert ist. Weiter, wenn es das ideale Element Q3 ist, das nominell dem empfangenen Element X3 entspricht, dann erzeugt die Korrelation den größten Anzapfungskoeffizienten in dem Dämpfungsglied C3 in der Zelle T3, in der das empfangene Element X3 ge-In Fig. 2A, the attenuators Cl, C2 and C3 were on a common Minimum value set until the delay line length word pattern in cells Tl, T2 and T3 of the delay line as a result Xl, X2, X3 was saved. At this time t, the first correlation is carried out with the ideal reference word, the consists of the undistorted elements Q1, Q2 and Q3 in this order, but which are not word-synchronized with the received one distorted consequence. Although there is bit synchronization, there is no frame or word synchronization. At time t ~ one thing becomes or other of the ideal elements are compared to the received summation on line 41. If the ideal element is Ql, the nominal corresponds to element Xl in the received sequence being sampled, then the equalization process produces the largest tap coefficient in the attenuator Cl in the cell Tl, where the element Xl of the received pattern is stored. In a similar way if it is the ideal element Q2 that nominally corresponds to the received element X2, the two patterns become random word synchronized and the largest tapping coefficient in attenuator C2 is correctly stored in cell T2 in which the received Element X2 is stored. Further, if it is the ideal element Q3 that nominally corresponds to the received element X3, then generated the correlation is the largest tap coefficient in the attenuator C3 in the cell T3 in which the received element X3 is

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speichert ist,stores is

Fig. 2B zeigt das empfangene Muster, das um eine Verzögerungseinheit nach rechts verschoben ist und zwar entweder längs des Pfades' 16, wie dargestellt, nachdem der Eingang abgeschaltet oder getrennt wurde oder über einen neuen Eingang, so daß das Element, das sich vorher in der rechten Stelle befand oder das entsprechende Element in einem neuen Wort in die linke Zelle verschoben wurde. Ein anderer Abtastwert des idealen Musters wird mit dem Aus gangs signal auf der Leitung 41 zur Zeit t + Tl verglichen. Das ideale Muster wird um eine Verzögerungseinheit verschoben, so daß der verglichene Abtastwert in der nächsten Leitung sein wird. Die resultierende Verarbeitung der verschobenen Wortmuster tendiert zur Konvergierung der Werte der Anzapfungskoeffizienten in Richtung auf eine optimale Kombination, die sich von der zur Zeit t bes timmten Kombination unterscheidet, deren größter Koeffizient jedoch an der gleichen Stelle bleiben wird. In aufeinanderfolgender Zeitintervallen werden die empfangenen und idealen Elemente weiter verglichen, z.B. zur Zeit t + 2T wird die Reihenfolge der Elemente in der Verzögerungsleitvmg 15 X2, X3, Xl sein. Schließlich nach einer ausreichenden Zahl von Iterationen wird die Gruppe von Anzapfungskoeffizienten, die in den Dämpfungsglieder 20 gespeichert sind, optimisiert sein. Wie die Beziehungen der empfangenen zu den idealen Muster auch immer ist, so wird doch eineFig. 2B shows the received pattern by one unit of delay is shifted to the right, either along path 16, as shown, after the input is turned off or disconnected or via a new input, so that the element that was previously in the right place or the corresponding element moved to the left cell in a new word. Another sample of the ideal pattern is with the output signal on the Line 41 compared at time t + Tl. The ideal pattern is shifted by one delay unit so that the compared sample will be on the next line. The resulting processing of the shifted word patterns tends to converge the Values of the tapping coefficients towards an optimal combination, which differs from the combination specified at time t, however, their largest coefficient will remain in the same place. The received and ideal elements are further compared, e.g. at time t + 2T the order of the elements in the delay line 15 X2, Be X3, Xl. Finally, after a sufficient number of iterations the set of tap coefficients stored in attenuators 20 will be optimized. Like the relationships of the Whatever the ideal pattern received, it becomes one

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Gruppe von richtig geordneten Anzapfungskoeffizienten sich aus den oben genannten Operations schritten ergeben.Group of properly ordered tapping coefficients are derived from the the above-mentioned operations.

Die Fig. 2C zeigt den Zustand der Verzögerungsleitung 15 zur Zeit des N- ten Umlaufs, nachdem die Anzapfungskoeffizienten optimisiert worden waren. Die Amplituden der Anzapfungskoeffizienten werden gemessen und der größte auf die Bezugsanzapfung der Verzögerungsleitung ausgerichtet. Danach ersetzt das Nachrichtensignal das Testsignal auf der Leitung 40 und die Umlaufeinrichtung 16 wird abgetrennt. Fig. 2C shows the state of the delay line 15 at the time of the Nth cycle after the tap coefficients have been optimized. The amplitudes of the tap coefficients are measured and the largest one aligned with the delay line reference tap. Thereafter, the message signal replaces the test signal on line 40 and the circulating device 16 is disconnected.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2A bis 2C mit drei Anzapfungen wurde aus Gründen der Erläuterung zusehr vereinfacht. Eine Dreielement-Testfolge hat zuwenig Zufalls eigenschaften für eine praktische Verwendung. Pseudo-Zufallsfolgen der Länge von 15 oder 31 wurden jedoch als ausreichend empfunden, wenn sie bei Entzerrern verwendet werden, die 15 oder 31 Anzapfungen besitzen, was sogar für stark verzerrende Kanäle ausreicht.The embodiment of FIGS. 2A to 2C with three taps has been simplified too much for reasons of explanation. A three element test suite has too few random properties for practical use. Pseudo-random sequences of length 15 or 31 were made however, found to be sufficient when used in equalizers that have 15 or 31 taps, which is sufficient even for highly distorted channels.

Bei Berücksichtigung der vorstehenden Erläuterung des Prinzips der Erfindung, wird die Betriebsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung gut zu verstehen sein. Zusätzlich zu den über der Fig. 1 durchnumerierten konventionellen Elementen enthält der Entzerrer Schalter 14, 27 und 33 mit den jeweiligen Stellungen A und B. Die Schalter 14Taking into account the above explanation of the principle of Invention, the operation of the circuit shown in FIG be easy to understand. In addition to the conventional elements numbered above FIG. 1, the equalizer includes switches 14, 27 and 33 with the respective positions A and B. The switches 14

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.22- 22K398. 22 - 22K398

und 23 sind fakultativ und ihre Verwendung hängt nur von der gewünschten Betriebsart ab. Die Stellung A aller Schalter ergibt die bekannte adaptive Entzerrung, die ein Anzapfungs-Einstellungsfehlersignal aus der Differenz zwischen dem tatsächlichen Ausgangs signal auf der Leitung 23 der Verzögerungsleitung 15 an der Summierschaltung 22 und einem normalisierten quantisierten Au s gangs signal des Quantisierers 26 entwickelt. In der Stellung A des Schalters 14 wird die Verzögerungsleitung 15 mit einer Musterlänge des Pseudo-Zufallwortes geladen, das vom Wortgenerator 10 ausgesendet und über den Kanal 13 mit einer Übertragungsgeschwindigkeit empfangen wird, die von dem Datentakt 34 bestimmt ist. In der Stellung B trennt der Schalter 14 den Eingang der Verzögerungsleitung 15 von dem Kanal 13 und schließt die Rückkoppels chle if e zwischen dem Ausgang des Verzögerungselementes 15C und dem Eingang des Verzögerungselementes 15A über den Pfad 16. Die Fortschalteleitung Π zn der Verzögerungsleitung 15 und dem örtlichen Pseudo-Zufalls wo rtgenerator 36 kann gleichzeitig in der Schaltstellung B des Schalters 33 von dem Datentaktgeneratbr 34 auf den Hochgeschwindigkeitstaktgenerator 35 umgeschaltet werden, der einige Hundert mal oder sogar einige Tausend mal schneller arbeitet, als der Datentaktgenerator 34. Der Schalter 27 überträgt in der Schaltstellung B ein Eingangssignal von dem Differentialverstärker 28 vom Ausgang des Signalquantisierer 26 zu dem Ausgang des örtlichen Wortgenerators 36 und zwar über die Leitung 29. Der Entzerrerand 23 are optional and their use depends only on the desired mode of operation. The position A of all switches results in the known adaptive equalization, which develops a tap setting error signal from the difference between the actual output signal on line 23 of delay line 15 at summing circuit 22 and a normalized quantized output signal of quantizer 26. In the position A of the switch 14, the delay line 15 is loaded with a pattern length of the pseudo-random word which is sent out by the word generator 10 and received via the channel 13 at a transmission rate which is determined by the data clock 34. In position B, the switch 14 separates the input of the delay line 15 from the channel 13 and closes the feedback loop between the output of the delay element 15C and the input of the delay element 15A via the path 16. The switching line Π zn of the delay line 15 and the Local pseudo-random where generator 36 can be switched from the data clock generator 34 to the high-speed clock generator 35, which works a few hundred times or even a few thousand times faster than the data clock generator 34. The switch 27 transmits in the Switch position B, an input signal from the differential amplifier 28 from the output of the signal quantizer 26 to the output of the local word generator 36 via line 29. The equalizer

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legt nun ein quadratisches Mittelwertfehlereinstellungskriterium bezüglich einer idealen, anstelle einer geschätzten Bezugsgröße an.now sets a root mean square error adjustment criterion with respect to an ideal rather than an estimated reference value.

In einem Aspekt wird die Erfindung praktiziert, wenn sich der Schalter 27 in der Stellung B und die Schalter 14 und 33 in der Stellung A befinden (oder wenn der Kreis äquivalent aufgebaut ist, ohne die Schalter 14 und 33). In diesem Aspekt werden aufeinanderfolgende Testworte ohne Wortsynchronisation bei der normalen Datenübertragungsgeschwindigkeit verglichen. In soweit, als die Wortperioden identisch sind mit den gesamt Verzögerungsperioden der Verzögerungsleitung 15, wird eine Entzerrung mit sehr wenigen Wortlängen erreicht. Die Anzapfungskoeffizienten werden in einer Art eingestellt, die bewirkt, daß der Ausgang der Summierschaltung 22 sich dicht auf die ideale Bezugs folge von dem örtlichen Wortgenerator 36 einstellt. Bei diesem Aspekt neigen die Zufalls raus chstörungen der empfangenen Wortfolge dazu, sich auf einen minimalen Wert einzumitteln. In one aspect, the invention is practiced when the switch 27 are in position B and switches 14 and 33 are in position A (or, if the circuit is equivalent, without the Switches 14 and 33). In this aspect, successive test words are used without word synchronization at the normal data transfer rate compared. To the extent that the word periods are identical to the total delay periods of the delay line 15, equalization is achieved with very few word lengths. The tap coefficients are adjusted in a manner that causes the output of summing circuit 22 to close to the ideal reference sequence from the local word generator 36 sets. In this aspect, the random noise in the received word sequence tends to average itself to a minimum value.

Bei einem anderen Aspekt wird die Erfindung praktiziert, wenn sich die Schalter 14 und 27 in der Stellung Bund der Schalter 33 sich in der Stellung A befindet (oder die Schaltung ist mit dem Datentaktgenerator 34 als den einzigen Zeittaktgenerator aufgebaut). Bei diesemIn another aspect, the invention is practiced when the switches 14 and 27 in the federal position, the switch 33 is in the position A is located (or the circuit is with the data clock generator 34 constructed as the only clock generator). With this one

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Aspekt wird die Verzögerungsleitung 15 insich selbst geschlossen, nachdem das erste vollständige Wort empfangen und in die Leitung eingegeben wurde, d.h. es wird über die Leitung 16 eine Ringschaltung gebildet, so daß das Ausgangssignal des Verzögerungselementes 15C zu dem Eingang des Verzöge rungs elementes 15A zurückgeführt wird. Das einzige empfangene Testwort wird dann wiederholt mit dem Bezugstestwort verglichen, um die Entzerrung zu bewirken. Bei diesem Aspekt ergibt sich nur eine mäßige Rauschstörbeeinflussung über die Verwendung aufeinanderfolgender empfangener Worte, sie ist jedoch wegen dem prinzipiell angestrebten Ziel des schnellen Starts zulaßbar, um so schnell wie möglich ein offenes Datenauge zu erhalten und nicht um notwendigerweise eine optimale Entzerrung zu gewinnen.Aspect, the delay line 15 is closed into itself after the first complete word is received and into the line has been entered, i.e. a ring circuit is formed via line 16, so that the output signal of the delay element 15C is fed back to the input of the delay element 15A. The only test word received is then repeated with the Reference test word compared to effect the equalization. With this aspect there is only a moderate influence of the noise interference the use of successive words received, but it is permissible because of the goal of a quick start, which is aimed in principle, in order to obtain an open data eye as quickly as possible and not necessarily in order to obtain optimal equalization.

In einem weiteren Aspekt wird die Erfindung praktiziert, wenn alle Schalter 14, 27 und 33 sich in der Stellung B befinden. Hiebei wird sobald ein vollständiges Wort in der Verzögerungsleitung 1 5 gespeichert wurde, die Rückkoppelschleife über die Leitung 16 geschlossen. Mit Hilfe des Schalters 33 wird nun die Fortschaltleitung 17 mit einer beschleunigten Abtastwelle gespeist und der Vergleich der empfangenen und Bezugstestworte mit einer hohen Umlaufgeschwindigkeit bewirkt, die auf die normale Datengeschwindigkeit ohne Bezug ist. Die Entzerrung wird daher in einer etwas längeren, als der Speieberzeit für eine Testwortlänge durchgeführt.In another aspect, the invention is practiced when all Switches 14, 27 and 33 are in position B. As soon as a complete word is stored in the delay line 1 5 was closed, the feedback loop via line 16. With the help of the switch 33 is now the switching line 17 with a fed accelerated scanning wave and causes the comparison of the received and reference test words with a high circulation speed, which is unrelated to normal data speed. The equalization is therefore in a slightly longer time than the Speieber time for a Test word length carried out.

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Während der Entzerrung, entweder bei der normalen oder einer erhöhten Geschwindigkeit sind die Dämpfungsglieder 20 frei, um neue Werte anzunehmen. Diese Werte werden dadurch erzielt, daß die Fehlerdifferenzen zwischen den aufsummierten Anzapfungs-Ausgangssignalen in der Addierschaltung 22 und die Abtastwerte der örtlich erzeugten Testfolge von dem Generator 36 durch die Empfindlichkeitssteuerung 31 über die Leitung 32 an die Korrelatoren 25 angelegt werden, an die die Anzapfungsabtastwerte über die Leitung 19 ebenfalls angelegt werden. Die Anpassungskoeffizienten werden ferner effektiv in den Integratoren 24, entweder als Spannungen an einem Kondensator oder als Zählinhalte in einem Zähler gespeichert.During equalization, either with normal or increased Speed, the attenuators 20 are free to assume new values. These values are achieved by eliminating the error differences between the accumulated tap output signals in the adder circuit 22 and the samples of the locally generated Test sequence from the generator 36 by the sensitivity control 31 via line 32 to correlators 25 to which the tap samples are also applied via line 19 be created. The adjustment coefficients are also effective in the integrators 24, either as voltages across a capacitor or stored as count contents in a counter.

Wie Fig. i mit der gestrichelten Linie 39 zeigt, ist auch Vorsorge dafür getroffen, daß diese gespeicherten Werte mit dem vorherrschenden Zeittakt umlaufen, gesteuert von dem Maximalwertdedektor 45, der über die Leitung 46 mit dem Ausgang des Bezugsintegrators 24B verbunden ist, zudem der größte Anzapfungskoeffizient verschoben werden soll. Wenn das größte Signal am Ausgang des Bezugsintegrators erscheint, wird der Umlauf gestoppt. Die Anzapfungskoeffizienten sind dann in geeigneter Weise mit den Anzapfungen der Verzögerungsleitung 15 ausgerichtet, so daß vor- und nacheilende Echos der empfangenen Datensignale entsprechend kompensiert werden können. Der maximale Koeffizient kann in einem Umlaufzyklus lokalisiert und die Aus-As FIG. I shows with the dashed line 39, provision is also made for this made that these stored values circulate with the prevailing time cycle, controlled by the maximal value detector 45, the connected via line 46 to the output of reference integrator 24B is, in addition, the largest tap coefficient should be shifted. When the greatest signal appears at the output of the reference integrator, the cycle is stopped. The tap coefficients are then appropriately matched with the taps on the delay line 15 aligned so that leading and lagging echoes of the received Data signals can be compensated accordingly. The maximum coefficient can be localized in one cycle and the output

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richtung in einem zweiten vorgenommen werden. Wegen dieser Verschiebung der Anzapfungskoeffizienten wird der Gegenstand dieser Erfindung auch als zyklische Entzerrung bezeichnet.direction can be made in a second. Because of this shift the tap coefficient, the subject of this invention is also referred to as cyclic equalization.

Die Empfindlichkeitssteuerung 31 ist zur Bestimmung der Größe der Fehlerdifferenz, die korreliert werden soll, vorgesehen. Je niedriger die Einstellung der Steuerung 31 ist, umso präziser kann die Entzerrung optimiert werden. Die niedrigeren Einstellungen überschreiten jedoch die Einstellzeiten für eine gegebene Anfangsverzerrung. Die Schalter 14 (wenn verwendet) 27 und 33 (wenn verwendet) werden wieder in die Stellung A zurückgestellt und die Nachrichtendaten der Nachrichtendatenquelle 11 mit der normalen Zeittaktgeschwindigkeit übertragen, wobei noch nachzutragen ist, daß sich der Schalter 12 in seiner Stellung B befindet. Die adaptions fähige Entzerrung in einer Endbetriebsart, die das quantisierte Ausgangssignal der Quantisierungsschaltung 26 als Bezugswert anstelle der örtlichen Testfolge des Generators 36 verwendet, wird nun durchgeführt, um die Restverzerrung weiter zu verringern und langsam auftretende Kanalveränderungen zu verfolgen.The sensitivity control 31 is provided for determining the size of the error difference which is to be correlated. The lower the setting of the controller 31, the more precise the equalization can be be optimized. However, the lower settings exceed the settling times for a given initial distortion. The switches 14 (if used) 27 and 33 (if used) are reset to position A and the message data of the Message data source 11 at the normal clock speed transferred, it should also be added that the switch 12 is in its B position. The adaptable equalization in one End mode, which is the quantized output signal of the quantization circuit 26 used as a reference value instead of the local test sequence of the generator 36 is now carried out to determine the residual distortion to further reduce and to track slowly occurring channel changes.

Eine alternative Art, die zyklische Entzerrung durchzuführen, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Anordnung nach Fig. 3 ist besonders vorteilhaft, wo die Art des Verzögerungsleitungsspeichers weitgehend einenAn alternative way of performing cyclic equalization is in Fig. 3 shown. The arrangement according to FIG. 3 is particularly advantageous where the type of delay line memory is largely one

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schnellen Umlaiif ausschließt. Die in Fig. 3 dargestellte Verzögerungsleitung 15 kann entweder eine kapazitive Verzögerungsleitung sein, bei der die Speicherzeit relativ kurz ist. Die Pseudo-Zufalls-Prüffolge, die einmal in der Verzögerungsleitung der Fig. 3 gespeichert wurde, bleibt stationär. Die Anzapfungen 18A, 18B und 18C sind, unter der Annahme eines für die Erläuterung einfachen Entzerrers mit drei Anzapfungen, nicht fest mit ihren zugeordneten Dämpfungsgliedern 20 verbunden, sondern über synchronisierten Schalter, die wegen der in Frage kommenden Geschwindigkeiten vorzugsweise elektronische Schalter sind. Sie sind in der Fig. als mechanische Schalter mit einer gemeinsamen Welle dargestellt. Jeder Selektor besitzt daher einen drehbaren E ingang ε kontakt arm 43 und eine anzahl von Ausgangskontakten, die mit A, B und C bezeichnet sind. Alle Ausgangskontakte A sind mit der Sammelleitung 44A, die Kontakte B mit der Sammelleitung 44B und die Kontakte C mit der Sammelleitung 44C verbunden. Diese Sammelleitungen sind ihrerseits jeweils mit den Eingängen der einstellbaren Dämpfungsglieder 2OA, 2OB und 2OC verbunden. Die Ausgänge der Dämpfungsglieder 22 an den Leitungen 21A, 21B und 21C werden zu den Sximmie rungs- und Korrelations schaltungen der in Fig. 1 genannten Art weitergeführt. Die drehbaren Kontaktarme 43A, 43B und 43C werden über die Verbindung 42 synchronisiert, die ihrerseits mit dem normalen Zeittakt oder noch höheren Geschwindigkeiten mit Hilfe von Einrichtungen, die in Fig. 3 nicht dargestellt sind,fast Umlaiif excludes. The delay line 15 shown in Fig. 3 can either be a capacitive delay line, in which the storage time is relatively short. The pseudo-random test sequence, once stored in the delay line of Figure 3, remains stationary. The taps 18A, 18B and 18C are assuming an equalizer with three taps, which is simple for the explanation, not permanently connected to their associated attenuators 20, but via synchronized switches that electronic switches are preferred because of the speeds in question. They are shown in the figure as mechanical switches shown with a common shaft. Each selector therefore has a rotatable input ε contact arm 43 and a number of output contacts, which are labeled A, B and C. All output contacts A are connected to bus 44A, contacts B are connected to bus 44B, and contacts C are connected to bus 44C. These collecting lines are in turn connected to the inputs of the adjustable attenuators 20A, 20B and 20C. The outputs of attenuators 22 on lines 21A, 21B and 21C become the Sximmie approximately and correlation circuits of the type mentioned in Fig. 1 continued. The rotatable contact arms 43A, 43B and 43C are synchronized via the link 42, the in turn with the normal time cycle or even higher speeds with the help of devices that are not shown in Fig. 3,

2098A2/07A82098A2 / 07A8

gedreht werden.to be turned around.

Sobald eine vollständige Testfolge in den Verzögerungselementen 15 in Fig. 3 gespeichert ist, beginnt die Entzerrung, wobei alle Anzapfungskoeffizienfen auf gleiche Werte voreingestellt wurden, um irgendeine Einstellung einer bestimmten Anzapfung als Bezugsgröße zu vermeiden. Der korrekte Datenfluß zu dem Summenverstärker wird durch die zyklische Drehung der Anzapfungsverbindungen siniuliert. So wie sich die Schalter drehen, erscheint die Testfolge nacheinander an dem Eingang jedes Dämpfungsgliedes 20. Diese Arbeitsweise erzeugt den gleichen Effekt, wie wenn die Testfolge selbst in der Verzögerungsleitung umlaufen würde.As soon as a complete test sequence in the delay elements 15 is stored in Fig. 3, equalization begins with all tap coefficients have been preset to equal values in order to avoid any setting of a particular tap as a reference. The correct flow of data to the summing amplifier is simulated by the cyclic rotation of the tap connections. As when the switches rotate, the test sequence appears in turn at the input of each attenuator 20. This mode of operation produces the the same effect as if the test sequence itself were to circulate in the delay line.

Fig. 3 zeigt auch den Maximalwertdedektor 45, der alle Anzapfungskoeffizienten der Dämpfungsglieder 20 überwacht. Wenn das Maximum gefunden ist, kann die Synchronisationsverbindung 42 in einer Position angehalten werden, die den Maximalkoeffizienten an der Bezugsanzapfung 18B lokalisiert. Ein ähnlicher Dedektor kann auch in der Anordnung nach Fig. 1 verwendet werden, um den größten Anzapfungskoeffizienten zu lokalisieren.FIG. 3 also shows the maximum value detector 45, which monitors all tap coefficients of the attenuators 20. When the maximum is found, the sync link 42 can be stopped in a position that corresponds to the maximum coefficient at the reference tap 18B located. A similar dedector can also be used in the arrangement according to Fig. 1 used to get the largest tap coefficient to locate.

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Claims (4)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS (^1>/ Verfahren zur schnellen Gewinnung der Anfangskonvergenz(^ 1 > / Method for obtaining the initial convergence quickly der Verstärkungseinstellungen bei einem Transversalentzerrer eines synchronen Datenübertragungs systems mit einer angezapften Verzögerungsleitung, die ein einstellbares Dämpfungsglied für jede Anzapfung aufweist und mit einer Summie rungs schaltung zur selektiven Kombination der gedämpften Signale an den Anzapfungen zur Bildung eines entzerrten Aus gangs signals, gekennzeichnet durch folgende Schritte: the gain settings in a transversal equalizer synchronous data transmission system with a tapped delay line that has an adjustable attenuator for each tap has and with a summing circuit for the selective combination of the attenuated signals at the taps for formation an equalized output signal, characterized by the following steps: Empfang eines Testwortes, das ein verzerrendes Übertragungsmedium als eine periodische Folge durchlaufen hat, die eine der Zahl der Anzapfungen identische Anzahl von Bits je Wort besitzt,Receipt of a test word that has passed through a distorting transmission medium as a periodic sequence, which has an identical number of bits per word to the number of taps, Erzeugung eines Bezugswortes, als eine periodische Folge , die ebenfalls eine der Anzahl.der Bits des Testwortes identische Anzahl von Bits aufweist, jedoch ohne Anfangs synchronisation der Test- und Bezugswortfolgen,Generation of a reference word as a periodic sequence, which is also one of the number of bits of the test word identical Has number of bits, but without initial synchronization of the test and reference word sequences, 2098A2/07482098A2 / 0748 22U39822U398 bitweiser Vergleich der Test- und Bezugswortfolge am Ausgang der Summie rungs schaltung zur Gewinnung eines Fehlersignals, bit-by-bit comparison of the test and reference word sequence at the output of the summing circuit to obtain an error signal, Korrelation des Fehlersignals zur Ableitung einer Gruppe von AnzapfungskoeffizientenCorrelation of the error signal to derive a group of tap coefficients zyklische Verschiebung der Anzapfungskoeffizienten, um den größten Verstärkungskoeffizienten an eine bestimmte Bezugsanzapfung anzulegen. cycling the tap coefficients to apply the greatest gain coefficient to a particular reference tap. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,2. Arrangement for performing the method according to claim 1, mit einem Transversalentzerrer zur schnellen Gewinnung der Anfangskonvergenz derVerstärkungseinstellungen, gekennzeichnet durchwith a transversal equalizer to quickly obtain the initial convergence the gain settings, indicated by einen Bezugs generator (36; Fig. 1) zur Erzeugung des Bezugswortes, a reference generator (36; Fig. 1) for generating the reference word, einen Differentialverstärker (28) zum Vergleich der Ausgangs-Signale der Summie rungs schaltung (19) zur J^orre lie rung des Fehlersignals mit den Signalen an den Eingängen der Dämpfungsglieder für die Erstellung einer geordneten Gruppe von Anfangskoeffizienten,a differential amplifier (28) for comparing the output signals the summing circuit (19) for correcting the Error signal with the signals at the inputs of the attenuators for the creation of an ordered group of Initial coefficients, 209842/0748209842/0748 einen Maximalwertdedektor (45) zur Bestimmung des größten Anzapfungskoeffizienten unda maximum value detector (45) for determining the largest Tap coefficients and eine Verschiebeschaltung (39) zur zyklischen Verschiebung der Anzapfungskoeffizienten zur Ausrichtung des größten Anzapfungskoeffizienten auf die Bezugs anzapfung (18B).a shift circuit (39) for cyclically shifting the tap coefficients to align the largest tap coefficient to the reference tap (18B). 3. Anordnung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet,, daß ferner eine Umlaufschaltung (14, 16; Fig. 1) zum wiederholten Umlauf eines einzigen empfangenen Testwortes vom Ausgang zu dem Eingang der Verzögerungsleitung mit einer Geschwindigkeit vorgesehen ist, die größer ist, als die synchrone Übertragungsgeschwindigkeit.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that, furthermore a circulation circuit (14, 16; Fig. 1) for repeated circulation of a single received test word is provided from the output to the input of the delay line at a speed which is greater is than the synchronous transmission speed. 4. Anordnung nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Verschiebeschaltung einer Anzahl synchronisierter Schalter (43; Fig. 3) für die sequentieller Korrektur aller Anzapfungen (15; Fig. 1) der Verzögerungsleitung auf die einstellbaren Dämpfungsglieder (20). 4. Arrangement according to claim 2 and / or 3, characterized in that the shifting circuit of a number of synchronized further Switch (43; Fig. 3) for the sequential correction of all taps (15; Fig. 1) of the delay line on the adjustable attenuators (20). 209842/Q748209842 / Q748
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